轻烃泵干气密封改造问题分析
2014-08-22 07:46石爽郭威
新媒体研究 2014年14期
石爽 郭威
摘 要 对加氢裂化装置轻烃液化气泵干气密封改造的问题进行分析。
关键词 加氢裂化；轻烃泵；干气密封
中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0174-01
1 改造前情况说明
某炼油厂加工含硫较高的俄油，加氢裂化装置脱丁烷塔顶回流泵（型号150AYII-150）输送介质轻烃液化气，介质温度49℃，含有高浓度的硫化氢，一旦密封发生故障泄漏十分危险，极易造成人员伤亡，最初轴端密封采用弹簧式机械密封，在备用状态下，屡次发生密封泄漏，压盖处因液化气泄漏制冷产生“凝霜”现象，泄漏时介质喷射而出，严重影响安全生产。
2 改造后出现的问题
2.1 串联式干气密封介绍
按照API标准规范，该泵改造为串联式干气密封，第一级为内流平衡型机械密封，动环为补偿环，密封介质为液化气，入口压力1.52 MPa，出口压力2.063 MPa，冲洗方式为PLan11（从泵排出口经节流孔板到密封的循环，流体进入密封腔接近机封端面，冲洗该端面，越过密封再进入泵）；第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，压力为0.3 MPa左右，密封端面开有单项螺旋动压槽，只能单向运转。
2.2 干气密封冲洗流程说明
冲洗方式采用PLan72+76。
1）PLan11冲洗。泵出口液化气经限流孔板进入第一级机械密封端面，进行冲洗润滑保证密封正常工作，回流到泵腔内；
2）PLan72+76冲洗。管网氮气经经球阀及过滤减压阀、孔板、流量计及单向阀后进入二级密封端面的
干气密封腔，为第一级机械密封提高背压，延长密封使用寿命；球阀控制压力在1.0 MPa左右，过滤减压阀控制进入密封腔压力在0.5 MPa左右，设定压力低报警值为0.4 MPa。
泄漏的微量液化气和氮气经压力表、压力开关及球阀、节流孔板、单向阀后排火炬；节流孔板保证密封腔内建立0.3 MPa压力并降低氮气消耗，当第一级主密封泄漏过大时，由于节流孔板的作用，干气密封腔压力上升，泄漏管线的压力表指示上升，超过设定的压力高报警值0.5 MPa时报警，表明第一级主密封失效。
2.3 改造后发现故障
改造后主要故障表现为泵无法正常备用。
泵腔内冲入介质后立即启泵运转，密封不发生泄漏；若处于备用状态则发生泄漏。表现为辅助系统泄漏管线压力表指示压力超过0.55 MPa，超过允许报警值，泄漏管线外壁结霜；氮气进气过滤减压阀及管线冷凝结霜，表明液化气已经泄漏到整个辅助系统；停泵拆卸后，发现一、二级动、静环密封端面均无磨损；主密封动环与轴套密封胶圈脱出密封槽。
3 密封故障分析
3.1 拆卸密封后检查分析
密封拆卸后除有少量焦粉外，两级密封端面均完好，根据以往机械密封使用经验该泵介质内焦粉不会形成颗粒对密封状况无影响；安装过程在厂家专业人员指导下进行，对泵轴及泵密封腔尺寸均核对无误后安装；后从工艺角度分析，由于该泵属于轻烃类冷油泵，介质温度49°，因北方气候寒冷，液化气本身制冷结霜，未避免泵体受冷冻裂，在出口管线单向阀前后加联通线及控制阀作为暖泵线，在冬季备用条件下，控制阀开启，保证泵体内具有一定温度防冻；但在防冻的同时泵出口压力引入泵内及密封腔内，造成密封腔内压力升高，将贴合的第一级密封动静环推开，主密封动环与轴套密封胶圈受压脱出密封槽，介质从一级密封泄漏到二级干气密封，压力高于二级密封泄漏报警值造成外漏，无法备泵。
3.2 由理论受力分析及计算公式验证分析结论
4 总结
轻烃液化气泵用干气密封的使用，由于在二级干气密封中通入氮气，增加了一级机械密封的背压，使其密封端面差压减小，产生的摩擦热必然减少，有效改善了密封工作条件，使泵密封的寿命大大延长；但在实际使用中可能会出现各种有别于教科书的密封失效案例，加以总结积累，才能更好的服务于生产。
参考文献
[1]王汝美.实用机械密封技术问答[M].中国石化出版社，2004.endprint
摘 要 对加氢裂化装置轻烃液化气泵干气密封改造的问题进行分析。
关键词 加氢裂化；轻烃泵；干气密封
中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0174-01
1 改造前情况说明
某炼油厂加工含硫较高的俄油，加氢裂化装置脱丁烷塔顶回流泵（型号150AYII-150）输送介质轻烃液化气，介质温度49℃，含有高浓度的硫化氢，一旦密封发生故障泄漏十分危险，极易造成人员伤亡，最初轴端密封采用弹簧式机械密封，在备用状态下，屡次发生密封泄漏，压盖处因液化气泄漏制冷产生“凝霜”现象，泄漏时介质喷射而出，严重影响安全生产。
2 改造后出现的问题
2.1 串联式干气密封介绍
按照API标准规范，该泵改造为串联式干气密封，第一级为内流平衡型机械密封，动环为补偿环，密封介质为液化气，入口压力1.52 MPa，出口压力2.063 MPa，冲洗方式为PLan11（从泵排出口经节流孔板到密封的循环，流体进入密封腔接近机封端面，冲洗该端面，越过密封再进入泵）；第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，压力为0.3 MPa左右，密封端面开有单项螺旋动压槽，只能单向运转。
2.2 干气密封冲洗流程说明
冲洗方式采用PLan72+76。
1）PLan11冲洗。泵出口液化气经限流孔板进入第一级机械密封端面，进行冲洗润滑保证密封正常工作，回流到泵腔内；
2）PLan72+76冲洗。管网氮气经经球阀及过滤减压阀、孔板、流量计及单向阀后进入二级密封端面的
干气密封腔，为第一级机械密封提高背压，延长密封使用寿命；球阀控制压力在1.0 MPa左右，过滤减压阀控制进入密封腔压力在0.5 MPa左右，设定压力低报警值为0.4 MPa。
泄漏的微量液化气和氮气经压力表、压力开关及球阀、节流孔板、单向阀后排火炬；节流孔板保证密封腔内建立0.3 MPa压力并降低氮气消耗，当第一级主密封泄漏过大时，由于节流孔板的作用，干气密封腔压力上升，泄漏管线的压力表指示上升，超过设定的压力高报警值0.5 MPa时报警，表明第一级主密封失效。
2.3 改造后发现故障
改造后主要故障表现为泵无法正常备用。
泵腔内冲入介质后立即启泵运转，密封不发生泄漏；若处于备用状态则发生泄漏。表现为辅助系统泄漏管线压力表指示压力超过0.55 MPa，超过允许报警值，泄漏管线外壁结霜；氮气进气过滤减压阀及管线冷凝结霜，表明液化气已经泄漏到整个辅助系统；停泵拆卸后，发现一、二级动、静环密封端面均无磨损；主密封动环与轴套密封胶圈脱出密封槽。
3 密封故障分析
3.1 拆卸密封后检查分析
密封拆卸后除有少量焦粉外，两级密封端面均完好，根据以往机械密封使用经验该泵介质内焦粉不会形成颗粒对密封状况无影响；安装过程在厂家专业人员指导下进行，对泵轴及泵密封腔尺寸均核对无误后安装；后从工艺角度分析，由于该泵属于轻烃类冷油泵，介质温度49°，因北方气候寒冷，液化气本身制冷结霜，未避免泵体受冷冻裂，在出口管线单向阀前后加联通线及控制阀作为暖泵线，在冬季备用条件下，控制阀开启，保证泵体内具有一定温度防冻；但在防冻的同时泵出口压力引入泵内及密封腔内，造成密封腔内压力升高，将贴合的第一级密封动静环推开，主密封动环与轴套密封胶圈受压脱出密封槽，介质从一级密封泄漏到二级干气密封，压力高于二级密封泄漏报警值造成外漏，无法备泵。
3.2 由理论受力分析及计算公式验证分析结论
4 总结
轻烃液化气泵用干气密封的使用，由于在二级干气密封中通入氮气，增加了一级机械密封的背压，使其密封端面差压减小，产生的摩擦热必然减少，有效改善了密封工作条件，使泵密封的寿命大大延长；但在实际使用中可能会出现各种有别于教科书的密封失效案例，加以总结积累，才能更好的服务于生产。
参考文献
[1]王汝美.实用机械密封技术问答[M].中国石化出版社，2004.endprint
摘 要 对加氢裂化装置轻烃液化气泵干气密封改造的问题进行分析。
关键词 加氢裂化；轻烃泵；干气密封
中图分类号：TQ05 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0174-01
1 改造前情况说明
某炼油厂加工含硫较高的俄油，加氢裂化装置脱丁烷塔顶回流泵（型号150AYII-150）输送介质轻烃液化气，介质温度49℃，含有高浓度的硫化氢，一旦密封发生故障泄漏十分危险，极易造成人员伤亡，最初轴端密封采用弹簧式机械密封，在备用状态下，屡次发生密封泄漏，压盖处因液化气泄漏制冷产生“凝霜”现象，泄漏时介质喷射而出，严重影响安全生产。
2 改造后出现的问题
2.1 串联式干气密封介绍
按照API标准规范，该泵改造为串联式干气密封，第一级为内流平衡型机械密封，动环为补偿环，密封介质为液化气，入口压力1.52 MPa，出口压力2.063 MPa，冲洗方式为PLan11（从泵排出口经节流孔板到密封的循环，流体进入密封腔接近机封端面，冲洗该端面，越过密封再进入泵）；第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，压力为0.3 MPa左右，密封端面开有单项螺旋动压槽，只能单向运转。
2.2 干气密封冲洗流程说明
冲洗方式采用PLan72+76。
1）PLan11冲洗。泵出口液化气经限流孔板进入第一级机械密封端面，进行冲洗润滑保证密封正常工作，回流到泵腔内；
2）PLan72+76冲洗。管网氮气经经球阀及过滤减压阀、孔板、流量计及单向阀后进入二级密封端面的
干气密封腔，为第一级机械密封提高背压，延长密封使用寿命；球阀控制压力在1.0 MPa左右，过滤减压阀控制进入密封腔压力在0.5 MPa左右，设定压力低报警值为0.4 MPa。
泄漏的微量液化气和氮气经压力表、压力开关及球阀、节流孔板、单向阀后排火炬；节流孔板保证密封腔内建立0.3 MPa压力并降低氮气消耗，当第一级主密封泄漏过大时，由于节流孔板的作用，干气密封腔压力上升，泄漏管线的压力表指示上升，超过设定的压力高报警值0.5 MPa时报警，表明第一级主密封失效。
2.3 改造后发现故障
改造后主要故障表现为泵无法正常备用。
泵腔内冲入介质后立即启泵运转，密封不发生泄漏；若处于备用状态则发生泄漏。表现为辅助系统泄漏管线压力表指示压力超过0.55 MPa，超过允许报警值，泄漏管线外壁结霜；氮气进气过滤减压阀及管线冷凝结霜，表明液化气已经泄漏到整个辅助系统；停泵拆卸后，发现一、二级动、静环密封端面均无磨损；主密封动环与轴套密封胶圈脱出密封槽。
3 密封故障分析
3.1 拆卸密封后检查分析
密封拆卸后除有少量焦粉外，两级密封端面均完好，根据以往机械密封使用经验该泵介质内焦粉不会形成颗粒对密封状况无影响；安装过程在厂家专业人员指导下进行，对泵轴及泵密封腔尺寸均核对无误后安装；后从工艺角度分析，由于该泵属于轻烃类冷油泵，介质温度49°，因北方气候寒冷，液化气本身制冷结霜，未避免泵体受冷冻裂，在出口管线单向阀前后加联通线及控制阀作为暖泵线，在冬季备用条件下，控制阀开启，保证泵体内具有一定温度防冻；但在防冻的同时泵出口压力引入泵内及密封腔内，造成密封腔内压力升高，将贴合的第一级密封动静环推开，主密封动环与轴套密封胶圈受压脱出密封槽，介质从一级密封泄漏到二级干气密封，压力高于二级密封泄漏报警值造成外漏，无法备泵。
3.2 由理论受力分析及计算公式验证分析结论
4 总结
轻烃液化气泵用干气密封的使用，由于在二级干气密封中通入氮气，增加了一级机械密封的背压，使其密封端面差压减小，产生的摩擦热必然减少，有效改善了密封工作条件，使泵密封的寿命大大延长；但在实际使用中可能会出现各种有别于教科书的密封失效案例，加以总结积累，才能更好的服务于生产。
参考文献
[1]王汝美.实用机械密封技术问答[M].中国石化出版社，2004.endprint
